CN105070643A - 一种非晶导电碳膜的制备方法 - Google Patents

一种非晶导电碳膜的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105070643A
CN105070643A CN201510401734.5A CN201510401734A CN105070643A CN 105070643 A CN105070643 A CN 105070643A CN 201510401734 A CN201510401734 A CN 201510401734A CN 105070643 A CN105070643 A CN 105070643A
Authority
CN
China
Prior art keywords
carbon film
conductive carbon
substrate
preparation
evaporation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510401734.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105070643B (zh
Inventor
李颖
赵高扬
刘自成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian University of Technology
Original Assignee
Xian University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian University of Technology filed Critical Xian University of Technology
Priority to CN201510401734.5A priority Critical patent/CN105070643B/zh
Publication of CN105070643A publication Critical patent/CN105070643A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105070643B publication Critical patent/CN105070643B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02697—Forming conducting materials on a substrate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

本发明公开了一种非晶导电碳膜的制备方法，采用蒸镀仪进行制备，在室温下，将碳绳固定在蒸发源上，随后将基板放入基片托片上并固定好，调节蒸镀仪的电流至40～50A，进行蒸镀，碳绳断裂，则停止蒸镀，冷却后，即得非晶导电碳膜。本发明利用蒸镀仪进行非晶导电碳膜的制备，不需要复杂、昂贵的设备，且制备工艺简便、工艺参数易于控制，能大大地降低生产成本；此外，本发明方法可在不同的基板以及不同的沉积气氛下制备出薄膜质量较好的非晶导电碳膜。

Description

一种非晶导电碳膜的制备方法
技术领域
本发明属于微电子薄膜材料技术领域，具体涉及一种非晶导电碳膜的制备方法。
背景技术
随着半导体工业的发展，缩小器件的尺寸成为了半导体工业继续推进的重点与难点，因此，进一步缩小器件尺寸的纳电子学就受到了科学界的广泛重视；碳材料作为纳电子器件的主流材料，其频率范围、电和散热等性能优异。
目前，石墨烯、氧化石墨烯、碳纳米管是常见的碳材料；非晶碳薄膜是一种用于纳电子器件制备的新型碳材料，因其具有较好的物理、化学性能而备受关注；然而在实际生产中，非晶碳薄膜的制备存在工艺复杂、工艺参数不易控制，且制备过程中需要使用昂贵的仪器设备，生产成本高等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种非晶导电碳膜的制备方法，解决了现有非晶碳薄膜制备过程中工艺复杂、工艺参数不易控制，且需要使用昂贵的仪器设备、生产成本高的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种非晶导电碳膜的制备方法，采用蒸镀仪进行制备，具体过程为：
步骤1，在室温下，将碳绳固定在蒸发源上，随后将清洗后的基板放在基片托片上固定；
步骤2，打开蒸镀仪电源，调节蒸镀仪的电流至40～50A，进行蒸镀，碳绳断裂后，停止蒸镀，冷却后，即得非晶导电碳膜。
本发明的特征还在于，
步骤1中，碳绳由纯度99％、直径为2毫米的石墨纤维制成，碳绳长度为1厘米。
步骤1中，基板为非晶硅基板、Pt导电基板或FTO导电基板中的一种。
步骤1中，基板的清洗过程为：将基板放入丙酮中超声清洗3～8min，随后放入无水乙醇中超声清洗3～8min，最后用去离子水冲洗2～3次。
步骤2中，蒸镀环境为：在空气气氛条件下，真空度为1×10-2Pa；或Ar气氛条件下，真空度为5×10-2Pa；或N2气氛条件下，真空度为5×10-2Pa。
本发明的有益效果是，利用蒸镀仪进行非晶导电碳膜的制备，不需要复杂、昂贵的设备，且制备工艺简便、工艺参数易于控制，能大大地降低生产成本；此外，本发明方法可在不同的基板以及不同的沉积气氛下制备出薄膜质量较好的非晶导电碳膜。
附图说明
图1是实施例1制备得到的非晶导电碳膜的原子力显微镜微观形貌图；
图2是实施例2制备得到的非晶导电碳膜的原子力显微镜微观形貌图；
图3是实施例3制备得到的非晶导电碳膜的原子力显微镜微观形貌图；
图4是实施例4制备得到的非晶导电碳膜的原子力显微镜微观形貌图；
图5是实施例5制备得到的非晶导电碳膜的原子力显微镜微观形貌图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
实施例1
步骤1，在室温下，将长度为1厘米的碳绳固定在蒸发源上，随后将清洗后的非晶硅基板放在基片托片上固定；其中，碳绳由纯度99％、直径为2毫米的石墨纤维制成；基板的清洗过程为：将基板放入丙酮中超声清洗3min，随后放入无水乙醇中超声清洗3min，最后用去离子水冲洗2次。
步骤2，打开蒸镀仪电源，调节蒸镀仪的电流至40A，在空气气氛条件下，真空度为1×10-2Pa的环境中进行蒸镀，碳绳断裂后，停止蒸镀，冷却后，即得厚度为220nm的非晶导电碳膜。
本实施例所得非晶导电碳膜原子力显微镜图像如图1所示，从图中可以看出所制备的非晶碳膜表面是由大量尺寸不同的微粒构成，表面平整，表面质量较高；微粒的尺寸约为在10nm，高度在5nm左右；经过软件的分析样品的表面均方根粗糙度(RMS)为0.380nm。
实施例2
步骤1，在室温下，将长度为1厘米的碳绳固定在蒸发源上，随后将清洗后的Pt导电基板放在基片托片上固定；其中，碳绳由纯度99％、直径为2毫米的石墨纤维制成；基板的清洗过程为：将基板放入丙酮中超声清洗5min，随后放入无水乙醇中超声清洗5min，最后用去离子水冲洗3次。
步骤2，打开蒸镀仪电源，调节蒸镀仪的电流至40A，在空气气氛条件下，真空度为1×10-2Pa的环境中进行蒸镀，碳绳断裂后，停止蒸镀，冷却后，即得厚度为200nm的非晶导电碳膜。
本实施例所得非晶导电碳膜原子力显微镜图像如图2所示，从图中可以看出，所制备的非晶碳膜表面是由大量尺寸不同的微粒构成，表面平整，表面质量较高。微粒的尺寸在100nm之间，高度在10nm左右；非晶碳膜样品的表面均方根粗糙度(RMS)为1.645nm。
实施例3
步骤1，在室温下，将长度为1厘米的碳绳固定在蒸发源上，随后将清洗后的FTO导电基板放在基片托片上固定；其中，碳绳由纯度99％、直径为2毫米的石墨纤维制成；基板的清洗过程为：将FTO导电基板放入丙酮中超声清洗8min，随后放入无水乙醇中超声清洗8min，最后用去离子水冲洗3次。
步骤2，打开蒸镀仪电源，调节蒸镀仪的电流至50A，在空气气氛条件下，真空度为1×10-2Pa的环境中进行蒸镀，碳绳断裂后，停止蒸镀，冷却后，即得厚度为210nm的非晶导电碳膜。
本实施例所得非晶导电碳膜原子力显微镜图像如图3所示，从图中可以看出，所制备的非晶碳膜表面是由大量尺寸不同的微粒构成，表面平整，表面质量较高。微粒的尺寸在200nm之间，高度在60nm左右。非晶碳膜样品的表面均方根粗糙度(RMS)为2.213nm。
实施例4
步骤1，在室温下，将长度为1厘米的碳绳固定在蒸发源上，随后将清洗后的非晶硅基板放在基片托片上固定；其中，碳绳由纯度99％、直径为2毫米的石墨纤维制成；基板的清洗过程为：将非晶硅基板放入丙酮中超声清洗5min，随后放入无水乙醇中超声清洗5min，最后用去离子水冲洗3次。
步骤2，打开蒸镀仪电源，调节蒸镀仪的电流至50A，Ar气氛条件下，真空度为5×10-2Pa环境中进行蒸镀，碳绳断裂后，停止蒸镀，冷却后，即得厚度为190nm的非晶导电碳膜。
本实施例所得非晶导电碳膜原子力显微镜图像如图4所示，从图中可以看出，所制备的非晶碳膜表面是由大量尺寸不同的微粒构成，表面平整，表面质量较高。微粒的尺寸在100nm，高度在10nm左右。非晶碳膜样品的表面均方根粗糙度(RMS)为1.706nm。
实施例5
步骤1，在室温下，将长度为1厘米的碳绳固定在蒸发源上，随后将清洗后的非晶硅基板放在基片托片上固定；其中，碳绳由纯度99％、直径为2毫米的石墨纤维制成；基板的清洗过程为：将基板放入丙酮中超声清洗4min，随后放入无水乙醇中超声清洗4min，最后用去离子水冲洗2次。
步骤2，打开蒸镀仪电源，调节蒸镀仪的电流至40A，在N2气氛条件下，真空度为5×10-2Pa环境中进行蒸镀，碳绳断裂后，停止蒸镀，冷却后，即得厚度为200nm的非晶导电碳膜。
本实施例所得非晶导电碳膜原子力显微镜图像如图5所示，从图中可以看出，所制备的非晶碳膜表面是由大量尺寸不同的微粒构成，表面平整，表面质量较高。微粒的尺寸在100nm左右，高度在50nm左右。非晶碳膜样品的表面均方根粗糙度(RMS)为1.843nm。

Claims (5)

1.一种非晶导电碳膜的制备方法，其特征在于，采用蒸镀仪进行制备，具体过程为：
步骤1，在室温下，将碳绳固定在蒸发源上，随后将清洗后的基板放在基片托片上固定；
步骤2，打开蒸镀仪电源，调节蒸镀仪的电流至40～50A，进行蒸镀，碳绳断裂后，停止蒸镀，冷却后，即得非晶导电碳膜。
2.根据权利要求1所述的一种非晶导电碳膜的制备方法，其特征在于，步骤1中，碳绳由纯度99％、直径为2毫米的石墨纤维制成，碳绳长度为1厘米。
3.根据权利要求1所述的一种非晶导电碳膜的制备方法，其特征在于，步骤1中，基板为非晶硅基板、Pt导电基板或FTO导电基板中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种非晶导电碳膜的制备方法，其特征在于，步骤1中，基板的清洗过程为：将基板放入丙酮中超声清洗3～8min，随后放入无水乙醇中超声清洗3～8min，最后用去离子水冲洗2～3次。
5.根据权利要求1所述的一种非晶导电碳膜的制备方法，其特征在于，步骤2中，蒸镀环境为：在空气气氛条件下，真空度为1×10-2Pa；或Ar气氛条件下，真空度为5×10-2Pa；或N2气氛条件下，真空度为5×10-2Pa。
CN201510401734.5A 2015-07-09 2015-07-09 一种非晶导电碳膜的制备方法 Expired - Fee Related CN105070643B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510401734.5A CN105070643B (zh) 2015-07-09 2015-07-09 一种非晶导电碳膜的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510401734.5A CN105070643B (zh) 2015-07-09 2015-07-09 一种非晶导电碳膜的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105070643A true CN105070643A (zh) 2015-11-18
CN105070643B CN105070643B (zh) 2017-12-29

Family

ID=54499981

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510401734.5A Expired - Fee Related CN105070643B (zh) 2015-07-09 2015-07-09 一种非晶导电碳膜的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105070643B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105714250A (zh) * 2016-02-19 2016-06-29 西安理工大学 一种n掺杂非晶碳膜阻变存储器的制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101299444A (zh) * 2008-07-02 2008-11-05 哈尔滨工业大学 半导体结为碳材料的太阳能电池及制备方法
CN101838791A (zh) * 2010-04-16 2010-09-22 南京理工大学 一种镁合金表面改性沉积非晶碳薄膜的方法
WO2015072926A1 (en) * 2013-11-15 2015-05-21 National University Of Singapore Hot press induced formation of an ordered graphene and few layered graphene sheets

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101299444A (zh) * 2008-07-02 2008-11-05 哈尔滨工业大学 半导体结为碳材料的太阳能电池及制备方法
CN101838791A (zh) * 2010-04-16 2010-09-22 南京理工大学 一种镁合金表面改性沉积非晶碳薄膜的方法
WO2015072926A1 (en) * 2013-11-15 2015-05-21 National University Of Singapore Hot press induced formation of an ordered graphene and few layered graphene sheets

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105714250A (zh) * 2016-02-19 2016-06-29 西安理工大学 一种n掺杂非晶碳膜阻变存储器的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105070643B (zh) 2017-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Catalyst-free growth of nanographene films on various substrates
JP5705315B2 (ja) グラフェンの低温製造方法、及びこれを利用したグラフェンの直接転写方法
CN103072978A (zh) 一种制备双层石墨烯的化学气相沉积方法
JP2017524636A (ja) グラフェンの製造および転写のための方法
Xu et al. Fast batch production of high‐quality graphene films in a sealed thermal molecular movement system
CN102102220A (zh) 金刚石（111）面上的石墨烯制备方法
CN104532206A (zh) 一种在绝缘衬底上原位生长掺杂石墨烯薄膜的制备方法
Mun et al. Synthesis of monolayer graphene having a negligible amount of wrinkles by stress relaxation
CN105668555B (zh) 一种制备三维石墨烯的方法
CN108069416B (zh) 超洁净石墨烯及其制备方法
KR102017251B1 (ko) 그래핀 박막의 무전사 제조방법
Murata et al. High-quality multilayer graphene on an insulator formed by diffusion controlled Ni-induced layer exchange
CN107539976A (zh) 一种二氧化碳制备超洁净石墨烯的方法
CN105023629A (zh) 石墨烯-铜纳米线复合薄膜及其制备方法
CN105776185A (zh) 一种高导热导电石墨烯纸的制备方法
Zhai et al. Growth of ideal amorphous carbon films at low temperature by e-beam evaporation
Kinner et al. Gentle plasma process for embedded silver-nanowire flexible transparent electrodes on temperature-sensitive polymer substrates
CN105070643A (zh) 一种非晶导电碳膜的制备方法
CN103864460A (zh) 一种有序氧化钨纳米线阵列结构的制备方法
CN109095461A (zh) 一种单层石墨烯的制备方法
TW201509795A (zh) 石墨烯層轉印之方法
CN105177502A (zh) 一种超光滑金属薄膜表面的制备方法
CN111733401B (zh) 一种高导热性无机铅卤钙钛矿复合薄膜的制备方法
Ismail et al. Synthesis and characterization of diamond-like carbon film on silicon by electrodeposition from solution of ethanol and methanol
Oh et al. Large-scale, single-oriented ZnO nanostructure on h-BN films for flexible inorganic UV sensors

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20171229

Termination date: 20200709